1. 石油钻井方法有哪些
目前,世界上广泛采用钻井方法来取得地下的石油和天然气。随着石油工业的不断发展,钻井深度不断增加,油气井的建设速度也随之加快,促使钻井方法、技术和工艺得到很大改进。从已钻成的千百万口油气井的资科中可以看到变化过程:顿钻逐渐被旋转钻代替,井身结构从复杂到简单,井眼直径日趋缩小等等。
一、钻井工艺发展概况和趋势石油钻井是油田勘探和开发的重要手段。一个国家石油工业的发展速度,常与它的钻井工作量及科学技术水平紧密相关。近20年来,世界石油产量和储量剧增,钻井工作量相应地大幅度增加,钻井科学技术水平也得到了飞速发展。在此期间钻井技术发展的特点是从经验钻井进展到科学化钻井。钻井深度、斜度、区域和地区也有长足的发展。从钻浅井、中深井发展到钻深井和超深井;从钻直井和一般斜井发展到钻大斜度井和丛式井;从陆上钻井发展到近海和深海钻井;从地面条件好的地区钻井发展到条件恶劣的地区(如沙漠、沼泽和寒冷地区)钻井。在钻井技术发展的同时,设备、工具和测量仪表也得到了相应的发展。
美国钻井工作者曾将旋转钻井技术的发展进程分为四个时期:
(1)概念时期(1900—1920年)。这个时期开始把钻井和洗井两个过程结合在一起,开始使用牙轮钻头并用水泥封固套管。
(2)发展时期(1920—1948年)。这个时期牙轮钻头有所改进,提高了进尺和使用寿命。固井工艺和钻井液有了进一步的发展,同时出现了大功率的钻机。
(3)科学化钻井时期(1948—1968年)。这个时期大力开展钻井科学研究工作,钻井技术飞速发展。该时期的主要技术成就有:发展和推广了喷射钻井技术;发展了镶齿、滑动、密封轴承钻头;应用低固相、无固相不分散体系钻井液;发展了地层压力检测技术、井控技术和固控技术,提出了平衡钻井的理论及方法。
(4)自动化钻井时期(1968年至今)。这个时期发展了自动化钻机和井口自动化工具。钻井参数自动测量和计算机在钻井工程中得到广泛应用,最优化钻井和全盘计划钻井也初具规模。
目前,钻井人员一般把钻井技术发展的前两个时期称为经验钻井阶段,把后两个时期称为科学化钻井阶段。时期的划分直观地描述了钻井技术发展的过程,揭示了其发展规律。
任何一门科学和技术都有其自身的发展规律和要达到的主要目标。钻井工作是为油田勘探和开发服务的重要手段。钻井技术的发展首先要保证钻井质量,即所钻油气井要满足油气田勘探和开发的要求,要在此基础上来提高钻井速度、缩短钻井周期、降低钻井成本。
近20年来的实践证明,现代钻井工艺技术将围绕以下三个方面发展:
(1)提高钻井速度,降低生产成本;(2)保护生产层,减少油气层的污染和损害;(3)改善固井、完井技术,适应采油要求,延长油气井寿命。
新中国成立以来,我国钻井技术发展较快。特别是1978年推广喷射钻井、低固相优质钻井液、四合一牙轮钻头等新技术后,我国的钻井技术水平又有显着提高,进入了科学化的钻井阶段,但与国外先进水平相比,还存在一定的差距。为了使我国的钻井水平能满足勘探开发的需要,努力赶上世界先进水平,必须要向钻井技术进步要速度、要质量、要经济效益,为加速勘探开发步伐、不断增加油气产量作出贡献。
二、冲击钻井方法冲击钻井是一种古老的钻井方法,也是旋转钻井方法出现以前唯一的钻油气井的方法。它是将破碎岩石的工具(钢质尖头钻头)提至一定高度,借钻头本身的重力冲向井底,击碎岩石。然后捞取被击碎的岩屑,以便继续钻进。因此,冲击钻井方法又被称为顿钻。
由于冲击钻井时,破碎岩屑与清除岩屑必须间断地进行,因此钻井速度很慢,不能满足石油生产发展的需要。冲击钻井现在已基本上被旋转钻井所代替,仅在一些埋藏浅、压力低的油田还能见到。
三、旋转钻井方法提高钻速的根本途径是改变钻井方法,这正是旋转钻井法产生的原因。旋转钻井法的实质是:钻头在压力作用下吃入岩石,同时在转动力矩的作用下连续不断地破碎岩石;被破碎的岩屑由地面输入的钻井液(泥浆、水、空气等)及时带走,钻井液可以连续不断地清除岩屑。这样,一只钻头可以在井底连续钻进十几米、几十米甚至数百米后才起至地面进行更换。由于使用了钻井液,可长时间稳定井眼、控制复杂地层。旋转钻井的钻井速度高,能适应多种复杂情况,目前世界上大多使用这种方法钻油气井。旋转钻井通常也称为转盘钻。
利用钻杆和钻铤(厚壁钢管)的重力对钻头加压,钻压要使钻头能够吃入岩石。破碎岩石所需的能量是从地面通过沉重的钢性钻柱传给钻头的。起、下钻的过程比较繁琐,必须将钻柱拆卸成许多立柱,才能起出钻头;而下钻时又必须逐根接上。为了连续洗井,钻井液从转动的空心钻柱里流向井底,再带着岩屑从钻柱外部与井壁形成的环形空间返回地面。钻头钻进、清洗井底以及起、下钻所需的动力全部由安装在地面上的相应设备提供,这些机器设备总称为钻机。
现代旋转钻井的工艺过程表现为四个环节,即钻进、获取地质资料、完井和安装。
钻进环节由一系列按严格的顺序重复的工序组成:把钻柱下入井里;旋转和送进钻头使其在井底破碎岩石,同时循环钻井液;随着井筒的加深而接长钻柱;起、下钻柱以更换被磨损的钻头;洗井,净化或配制钻井液,处理复杂情况和事故等辅助作业。
为了获得全面准确的地质资料,钻井过程中不仅需要进行岩屑、钻时、钻井液录井工作,而且还要进行钻取岩心、测井等工作。通过各种地球物理测井方法,可以获得井径、井斜、方位、岩性等基本数据,掌握和了解井眼质量以及地层和油气层的某些特性。
在钻穿油气层以后,需要下入油层套管,并注入水泥以隔离油气层与其他地层,使油气顺利地流到地面上来。根据油气井生产的要求做好井底完成工作是很重要的一道工序。
从确定井位开始,就需要平整井场、挖基础坑、泥浆池、圆井等土方工程;为运输机器设备而修筑公路;铺设油、水、气管线,架设电线,以输送油、水、气和电力;打好地基以安装设备、井架等。基础工作完成后,要进行大量的井架、设备等搬运和安装工作,还需做好开钻前的一切准备工作,如检查机器设备、试车、固定导管、钻鼠洞、调配钻井液、接好钻具等。
旋转钻井过程中,驱动钻柱旋转、克服钻柱与井壁的摩擦消耗了部分能量。为了减少这些无益的能量损失,1940年前后出现了井下动力钻井方法。井下动力钻井所用设备与旋转钻井基本相同,只是钻头不再由转盘带动旋转,而是由井下动力钻具直接驱动。典型的井下动力钻具是涡轮钻具,因此井下动力钻井又常称为涡轮钻井。目前,井下动力钻井在定向钻井技术中得到了广泛的应用。
近年来,一些工业发达国家还竞相开展了热力钻井、高压冲蚀钻井、等离子射流钻井和激光钻井等新型钻井方法的研究。随着科学技术的进步,新的钻井方法还将不断涌现,钻井工程也必将进入一个全新的科学化时期。
四、井身结构井身结构是油气井全部基本数据的总称。它包括以下数据:从开钻到完钻所用的钻头、钻柱尺寸和钻柱长度;套管的层次、直径;各层套管的下入深度、钢级和壁厚;各层套管注水泥的数据。由此可见,井身结构是全部钻井过程计划和施工的重要依据。图5-1为井身结构的示意图。
图5-1井身结构
首先下入长度约4~6m的短套管,也称导管,用于加固地表以免被钻井液冲毁,保护井口完整。同时将循环的钻井液导入泥浆净化系统内。
第二次下入的套管叫表层套管,用于封隔地表不稳定的疏松地层或水层、安装井口防喷器。一般深度为40~60m,有时可达500~600m。
当裸眼(未被套管隔离的井眼)长度超过2000~3000m或者地层剖面中存在高、低压油层、气层、水层和极不稳定的地层时,钻进过程中为避免发生工程事故需要下入中间套管,又叫技术套管。目的是封隔复杂地层,防止喷、漏、卡、塌等恶性事故发生,保证安全钻井。技术套管的层次和下入的深度根据地质和钻井条件确定。
最后下入的套管叫油层套管,用于采油、采气或者向生产层注水、注气,封隔油层、气层和水层,保证油气井正常生产。油层套管的下入深度取决于井底的完成方法。油层套管一般从井口下到生产层底部或者只从生产层顶部下到底部。实际工作中对部分下入的油层套管,根据作用取不同的名称,如尾管、筛管、滤管以及衬管等。
井身结构是由钻井方法、钻井目的、地质条件与钻井技术水平决定的。周密考虑各种影响因素,制定合理的井身结构,是保证高速度钻井与油气井投产后正常产出的关键。
综上所述,现代石油钻井工程是一项复杂的系统工程。由多工序、多工种联合作业,需要各种先进的科学技术和生产组织管理水平。
2. 什么是石油钻井,它与一般钻井的区别和联系
不明白什么样的才叫”一般“,所以我以下回答的是石油钻井与非石油钻井的区别和联系吧。
联系(同)
1、它们都是用机械设备在地表处施工并将地下钻成具有一定深度的园柱形孔眼的工程;
2、它们的目的都是相同的(都有2种目的),一是作为一个通道以测量地下信息,比如水文观测、石油探井;二是作为一个通道以获取地下物质,比如石油开采、水井。
区别(异)
石油钻井比其它钻井:井的深度更深(2、3千米,还有更深的),相应的井孔(应该叫井眼)的直径就更大,施工难度和风险都更大,需要技术和所用费用都更高。
3. 石油钻井工人主要做什么
石油钻井工人主要做石油勘探。钻井工简称钻工是最艰苦的工种,他们主要负责钻进时的井口接单根更换井内工具操作起下钻时井口井架二层台操作,观察井筒内钻井液液面和灌注情况,检查钻具磨损及损坏成度,及时向司钻汇报重点观察天车防碰安全系数。
石油钻井工人的特点
获取地下实物资料,即从钻井中采取岩心矿心岩屑液态样气态样等,作为地球物理测井通道,获取岩矿层各种地球物理场的资料,作为人工通道观测地下水层水文地质动态情况,用作探采结合开发地下水。
钻井工具主要有井口工具和井下钻具,井口工具为起下和上卸钻具的工具,如吊钳吊卡卡瓦等,吊钳用于上卸各类下井钻具丝扣,吊卡用以悬挂提升和下放钻柱,卡瓦用于卡住钻柱并悬挂在上,钻井工程是利用机械设备,将地层钻成具有一定深度的圆柱形孔眼的工程。
4. 石油钻井是什么 石油开发是什么
石油钻井是对一个地区进行勘探,或开发的前期工作,主要就是钻一口井,与钻水井的原理相似,但更回复杂,钻的井也更深,井深由几百到一万多,
石油开发主要是在已经钻好井的基础上对这一石油区块进行开采等作业,并进行提高采收率的相关措施。
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5. 石油的钻井通常都有上千米深,大概的工作原理是怎样的
通俗简单的说吧:
能源是电力,
机械传动,通过方钻杆,转动的力在地面传给方钻杆,方钻杆下面是钻杆,钻杆下面是钻头,跟我们在地面上用电钻钻一个孔原理差不多
不同的是钻杆之间用螺纹连接,钻到一定深度,就得拧开中间再加一节钻杆,这样一节一节钻下去,就可以达到几千米深了。
每钻一定深度,还得测量,有专门的测井公司,如发生偏差及时修正,
现在的钻井水平,十分厉害,可以在直着钻上千米深后再拐弯90度,钻孔能拐弯这种情况,在其它行业,是完全不可能的,
6. 什么是石油钻井
地质工作者用地震和其他地球物理方法进行地质普查,初步判明可能含有油气的构造位置后,必须通过打探井穿透油气层的方法予以验证。此外,还可在钻井过程中利用各种录井方法和地球物理测井方法最终确定含油面积、油藏储量、地层压力、地层岩石物性等地质要素,为油气田的开发提供可靠的依据。油气井是石油和天然气从地下流到地面的通道。要尽可能多地开采出地下石油,就必须在油气田开发过程中钻足够数量的生产井。此时钻井任务完成的好坏,直接关系到油气田的高产、稳产。
油气田开发后期,地层压力下降,油气产量减少,需要钻相当数量的注水井。以便采用注水的方法补充地层能量,恢复地层压力。某些生产井由于各种原因,如固井质量、开发设计问题等,成为死井、废井,还需钻一批调整井,使整个区块的开发方案更趋合理。
由此可见,在油气田的整个勘探、开发、建设和生产阶段中,都需进行大量的钻井工作。钻井的数量、速度与钻井质量的好坏,一方面要影响每一阶段任务的完成;另一方面也将影响整个油气田的开发速度和水平。只有多打井、快打井、打好井、取全取准各项资料,才能获得油气田勘探与开发的高速度与高水平。
石油和天然气的开采过程,是人用机器对地层作斗争的过程。在这个过程中,地层是客观存在的,是了解和改造的对象;机器是了解和改造地层的工具;钻井方法是手段。石油工业所钻的油气井,浅者千米左右,深者万米以上。地层情况千变万化,看不见,摸不着。许多在地面上看来简单的事,到了地下就变得不那么简单了。钻井深度越大,井下温度、压力越大,施工难度就越大,工艺技术就越复杂,所需的科学知识就越多,代表的技术水平就越高。国际上常把石油产量和钻井深度作为衡量一个国家石油工业水平的主要标准。因此,人们常把钻井比喻成石油工业发展的火车头。
7. 海上石油钻井是什么
海上石油钻井是在大陆架海区,为普查勘探海底石油和天然气而进行的钻探工程。钻探深度一般为几千米。目前,最深的海上石油钻井可达6000多米。
海洋石油钻井与陆地相比,主要有四点不同:一是如何在水面之上平稳地立起井架,并要经受得住风浪的袭击;二是在转盘至海底之间,如何建立一个特殊的井口装置,把海水与井筒隔绝开来;三是海洋钻井直井少斜井多,在海上钻井,必须有保证钻机等钻井设备正常工作的海洋钻井平台;四是海洋钻井费用高,要比陆上钻井高3~10倍。
海上钻井装置按其结构特点可分为固定式和移动式两类。前者包括桩基式平台和重力式平台两种(图6.5);后者又分为座底式平台和浮动式平台。座底式平台包括自升式平台和沉浮式平台;浮动式平台包括浮式钻井船和半潜式钻井平台两种。在使用浮动式钻井平台钻井时,平台井口和海底井口是固定不动的。这种井口装置类似于陆上钻井导管的加长,用以隔绝海水,连接海底井口和平台井口,造成钻井液返回的通路。这种固定不动的井口导管,可以用打桩的办法打入海底一定深度,或者在海底钻出一定深度的井眼,然后下入导管,并与平台基础构架紧固在一起,从而达到能够正常钻井的要求。
在使用浮动式平台钻井时,井口装置就比较复杂。由于海水的运动,整个钻井装置就会发生升降、平移、摇摆活动。这样,平台井口与海底井口之间,即产生相对运动。因此,这种井口装置必须装有能够伸缩和弯曲的部件,也能随着水面和水下两个井口的相对运动而活动着,否则就不能适应正常钻井的需要。
图6.5海上钻井平台
这种井口装置,主要由三个系统组成。
(1)导引系统。包括井口盘、导引架以及导引绳张紧机构等。导引系统的作用是引导井口装置和其他部件对正,以便安装和拆卸;引导钻具和其他下井工具进入海底井口。
(2)防喷器系统。海上钻井的安全防火是非常重要的。为了安全钻井,一般要求装有三个防喷器:一个钻杆防喷器,一个全闭式防喷器,一个万能防喷器;或者用两个钻杆防喷器,一个全闭式防喷器。防喷器开关闸门安装在近海海底的水域中,不在平台上,所以必须遥控。在钻井过程中,因为每次固井要换井口,或因改变钻具尺寸需要换防喷器芯子等。为了拆装方便迅速,而且当水深超过潜水员的潜深能力时,仍能准确拆装,所以需要有遥控连接器或快速接卸器等部件。
(3)隔水管系统。隔水管系统装在防喷器的上部,由隔水管、伸缩隔管、变曲接头和隔水管张紧器等组成。其作用是隔绝海水,导引钻具入井,形成钻井液回路,并且承受浮动平台的升降、平移运动。其中伸缩隔管和弯曲接头就是分别解决升降、平移运动的装置。隔水管张紧器是防止隔水管在海浪、潮流的作用下产生弯曲,以免影响它的寿命和工作。因此,要有较大的张紧力来维持隔水管正常的工作状态。
以上三个系统的完整装置,就构成了海洋钻井特殊的水下井口装置。
8. 石油的钻井通常都有上千米深,大概的工作原理是怎样的
通俗简单的说吧:
能源是电力,
机械传动,通过方钻杆,转动的力在地面传给方钻杆,方钻杆下面是钻杆,钻杆下面是钻头,跟我们在地面上用电钻钻一个孔原理差不多
不同的是钻杆之间用螺纹连接,钻到一定深度,就得拧开中间再加一节钻杆,这样一节一节钻下去,就可以达到几千米深了。
每钻一定深度,还得测量,有专门的测井公司,如发生偏差及时修正,
现在的钻井水平,十分厉害,可以在直着钻上千米深后再拐弯90度,钻孔能拐弯这种情况,在其它行业,是完全不可能的,
9. 石油钻井的一般流程是什么
石油钻井的一般流程: 在油气田开发方案确定之后,进入开发流程,这其中包括钻井和生产两个主要环节。钻井环节涉及的设备有钻机设备系统(其中又包括八大系统)、测录井设备,生产环节涉及的设备有采油设备、测录井设备。 钻井前,首先要在地面确定钻井的位置(即钻井井位),然后在井位处打好安装钻机的...